王雨风， 王丹东， 胡记超， 陈 亮， 陈江平,2

(1. 上海交通大学 制冷与低温工程研究所， 上海 200240; 2. 上海市高效冷却系统工程技术中心， 上海 200240)

随着温室效应的日益加剧，减少由制冷剂泄露而造成的温室气体排放已成为一个研究热点.CO2具有无毒、不可燃、全球变暖潜能(Global Warming Potential，GWP)值低的特性，因而被认为是替代氟利昂的首选材料.但是，CO2制冷系统在环境温度较高时的制冷性能系数(Coefficient of Performance，COP)偏低，系统能耗较大.其主要原因在于：CO2为高压制冷剂，与其他制冷剂系统相比，CO2制冷系统的节流损失较大[1].为此，在CO2制冷系统中使用了喷射器，以将喷射流体的动能用于引射流体的升压，从而减少压缩机的负荷[2]，并实现系统能效的提升.Lucas等[3]通过试验发现，将制冷系统中的膨胀阀替换为喷射器后，系统的能效提高了17%；Yazdani等[4]对喷射流体质量流量以及喷射器升压进行预测，所得误差为10%.

计算流体动力学(CFD)模拟软件Fluent是研究喷射器内部流场、指导喷射器设计的有效工具，但建立精确的CFD模型十分重要.本文在文献[5]的基础上，根据空化相变及沸腾相变理论建立了两相流CO2喷射器的非均相模型，选择k-ωSST模型作为其中的湍流模型，以提高模型精度.同时，利用所建CO2喷射器的数值模型分析CO2喷射器的内部流场变化特性，并分析其中的物理现象和影响喷射器性能的因素，以期为喷射器的结构设计提供指导.

1 数值模型建立

在利用Fluent软件进行两相流CO2喷射器的数值模拟时，采用非均相模型，综合考虑了两相流体间的速度差以及相变速率.